Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на

Российские ученые создали чернила для печати гибкой электроники

МОСКВА, 18 окт – РИА Новости. Сотрудники Института физики полупроводников СО РАН разработали метод печати надежных устройств для гибкой электроники на 2D-принтере. Для этого они получили новый диэлектрический материал — фторированный графен. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ), а их результаты были опубликованы в журналах Physical Chemistry Chemical Physics и Nanotechnology.

Технологическая платформа для создания человекоподобного робота. Архивное фото
ФПИ намерен внедрять гибкую электронику для нужд силовиков
Гибкая (растягиваемая, изгибаемая) электроника в настоящее время рассматривается как одно из магистральных направлений развития технологий электроники будущего. Ученые считают, что в таких устройствах широко использующийся кремний может иметь только очень ограниченное использование, а его место займет монослойный материал графен — полуметалл, который можно получить из очищенного графита. Он может растягиваться на 25%, изгибаться, сворачиваться, при этом его свойства останутся почти неизменными. Его использование в электронных устройствах значительно уменьшает размеры и массу схемы, а также ее энергопотребление.

© AFP 2019 / Jung Yeon-JeПластиковый дисплей OLED (POLED), используемый в изогнутом экране смартфона LG Electronics "G Flex"
Пластиковый дисплей OLED (POLED), используемый в изогнутом экране смартфона LG Electronics G Flex

Для создания электронных устройств необходимо иметь материалы с разными свойствами – от проводников до изоляторов.

Физики из США создали новый углеродный материал, не уступающий в прочности алмазу и при этом гибкий, как резина
Физики из США превратили графен в "растягивающиеся алмазы"
Материал, получаемый из графена, — оксид графена, изолятор, механические свойства которого позволяют применять его для создания устройств гибкой электроники, а прекрасно отработанная технология получения делает его доступным и дешевым материалом. Однако он имеет ряд существенных недостатков. Например, оксид графена не способен обеспечить надежную изоляцию (так как по нему всё-таки течет электрический ток) и обладает очень низкой стабильностью: даже незначительное повышение температуры за счет нагрева или протекания тока заметно увеличивает его проводимость. Всё это мешает использовать оксид графена в качестве диэлектрика — вещества, не проводящего электрический ток.

"Нами разработан простой способ получения другого диэлектрического материала на основе графена — фторированного графена. Мы показали, что пленки, полученные из фторированного графена, обладают уникальными диэлектрическими свойствами, однако механические свойства этого материала уступают свойствам оксида графена. Поэтому мы предложили создавать двухслойные пленки: если на поверхность оксида графена нанести тонкий (несколько нанометров) слой фторированного графена, то обе проблемы оксида графена решаются. Кроме того, нами предложен простой и дешевый способ получения пленок с отрицательным дифференциальным сопротивлением (свойство важное для многих приложений) на твердых и гибких подложках любой площади из суспензии частично фторированного графена. Также был найден целый класс подходящих материалов на основе фторированного графена для изготовления мемристоров", — рассказала один из авторов статьи Ирина Антонова, руководитель гранта РНФ, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института физики полупроводников СО РАН.

© И.АнтоноваНапечатанные и работающие мемристоры из серебряных чернил и фторированного графена.
Напечатанные и работающие мемристоры из серебряных чернил и фторированного графена.

Мемристор — это пассивный элемент в микроэлектронике, способный изменять своё сопротивление в зависимости от протекающего через него заряда. Так как мемристоры могут выполнять одновременно функции и долговременной и оперативной памяти, их  разработка считается прорывным направлением в компьютерных технологиях.

© И.АнтоноваСхема струйной печати для создания электронных устройств
Схема струйной печати для создания электронных устройств

На основе разработанных новых материалов с помощью печатных 2D-технологий ученые смогут создавать надежные устройства для гибкой электроники. Конечно, нельзя напечатать полноценный компьютер, зато можно сделать огромное количество бытовых приборов. Экономия достигается за счет того, что печатные технологии не требуют больших заводов, дорогостоящего оборудования и сверхчистых помещений. Чернила для 2D-принтера представляют собой суспензию — смесь, где твердое вещество распределено в виде мельчайших частиц в жидком веществе во взвешенном состоянии. По словам ученого, нужные слои можно печатать в буквальном смысле рулонами. Такая процедура сравнима с печатью газет. Имея набор чернил с разными электронными свойствами, можно создавать широкий спектр электронных приборов.

Принтер FUJIFILM Gimatix DMP-2800, используемый для печати гибкой электроники на основе фторированного графена
Принтер FUJIFILM Gimatix DMP-2800, используемый для печати гибкой электроники на основе фторированного графена

При помощи печатных 2D-технологий можно изготавливать радиочастотные метки и идентификаторы (такие метки, например, прикреплены на товарах в магазинах), легкие и дешевые батарейки и аккумуляторы, электронные схемы в игрушках, всевозможные датчики и даже компактные приборы для тестирования состояния здоровья человека.
Работа проходила в сотрудничестве с учеными из Новосибирского государственного университета, Новосибирского государственного технического университета и Северо-восточного федерального университета имени М.К. Аммосова.

Оценить 13
Лучшие комментарии
СПСергей Попков18 октября 2017, 13:27
Лишь бы всё это пошло в жизнь и через российские фабрики.
Рекомендуем
РИА
Новости
Лента
новостей
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала